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学習を始めるにあたって

学習を始めるにあたって. 　　この学習ソフトはＰｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔで作成してあります。 　　マウスの左クリックまたはキーボードの↓キーを、 　　ゆっくり１回ずつ押して画面を進めながら学習して 　　下さい。 　　また、画面を戻したい場合はキーボードの↑キー 　　を押して下さい。. DNA が遺伝子だ　　. DNA が遺伝子だ　　. 　　最近は RNA を含める場合もある　. 親 から 子 に伝わる DNA. 親 から 子 に伝わる DNA. DNA ってなに？. DNA ってなに？. まず　 DNA を抽出してみよう. 映像の上を、マウスで左クリックして下さい.

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学習を始めるにあたって

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Presentation Transcript

  1. 学習を始めるにあたって 　　この学習ソフトはＰｏｗｅｒ Ｐｏｉｎｔで作成してあります。 　　マウスの左クリックまたはキーボードの↓キーを、 　　ゆっくり１回ずつ押して画面を進めながら学習して 　　下さい。 　　また、画面を戻したい場合はキーボードの↑キー 　　を押して下さい。

  2. DNAが遺伝子だ　　 DNAが遺伝子だ　　 　　最近はRNAを含める場合もある　

  3. 親から子に伝わるDNA 親から子に伝わるDNA DNAってなに？ DNAってなに？

  4. まず　DNAを抽出してみよう 映像の上を、マウスで左クリックして下さい

  5. タマネギ細胞のどの部分にDNAはあるのか？ 核 ミトコンドリア 細胞分裂の時 葉緑体 染色体 小胞体 中心体 ＝ DNA 遺伝子 ゴルジ体 細胞内にはいろいろな細胞内小器官があり、核の中には 遺伝子であるＤＮＡが存在する。核以外にも、ミトコンドリア や葉緑体にも、核とは違う独自のＤＮＡがある。

  6. 細胞中の染色体 染色体はDNAから構成される TA GC AT TA CG CG AT AT TA ヒストンを巻きつけ たDNAは折りたた まれスーパーソレ ノイド構造を呈し 染色体を形づくる 二重らせん構造のDNAが ヒストンに巻きつく 生物は種によって細胞中の染色体数が異なる 56 40 44

  7. 細胞分裂 細胞の増殖 細胞分裂のとき、核は染色体に変化しDNAを各細胞に分配する。 ・１個の受精卵 ・・・２分裂を４４～４５回繰り返す。 ヒトの細胞は 約６０兆個 ・細胞分裂回数は無限ではない。・・・テロメアにより制限 体細胞分裂 成長するときの細胞分裂 （染色体数は変化しない） 減 数 分 裂 生殖細胞（配偶子）形成のときの細胞分裂 （卵巣・精巣・雄しべ・雌しべ・胞子のう） （染色体数が半減する）

  8. 染色体（走査型電子顕微鏡写真） 縦列にそって、染色体が分裂し、２本の娘染色体（染色分体）になる。

  9. Neuroblasts（神経原細胞）の分裂 映像の上を、マウスで左クリックして下さい 細胞分裂のとき、核の中のDNAは凝集して染色体に変化し、 DNAを各細胞に分配する様子を見ることができましたか。

  10. 体細胞分裂　と　減数分裂　の比較　（２ｎ＝４の場合）体細胞分裂　と　減数分裂　の比較　（２ｎ＝４の場合） 体細胞分裂 （成長のための分裂） 2n=4 2n=4 染色体数は 変化せず。 2n=4 2n=4 相同染色体が赤道面に配列 （配偶子形成のための分裂） 減数分裂 染色体数は 半減。 n=2 第２分裂へと続く。 n=2 2n=4 2n=4 第1減数分裂、中期で相同染色体が対合して二価染色体となり、赤道面に配列 ヒトの場合生殖細胞１個に２３本の染色体が入るが、その組合せは第１染色体について２通り、第２染色体も２通り・・・従って223通りの遺伝子の組合せの配偶子ができる。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 8,388,608通り

  11. 減数分裂の意義 受精による染色体数の倍加を防ぐ ・・・ 染色体数は生物により一定 減数分裂 親（体細胞） ♂（２ｎ）♀（２ｎ） 染色体数半減 （ｎ） 配偶子（生殖細胞）（ｎ） 受精（合体） 染色体数倍加 子 （２ｎ） この他にも遺伝子の乗換えと いう重要なはたらきもあります

  12. 各塩基の分子構造 DNAは４種類の ヌクレオチドから つくられる 塩基対　（ Base Pair，BP ） CとG、AとTが塩基対を形成

  13. ＤＮＡの複製 5’末端 アデニン グアニン シトシン チミン 5‘の位置にはリン酸基（-PO4）が、3’の位置には水酸基（-OH）が付いている 3’末端 5’から3’の方向に複製

  14. H H ＤＮＡの構造 糖リン酸骨格構造 相補性 塩基対（A－T、G－C）水素結合 塩基対は水素結合しているので、 熱や、他の外的要因により解離や 結合が起きやすい。・・・変異の原因 T A TA 遺伝子の性質や形質の発現は、 A、G、C、Tが、どのような順序 で配列するかによって決まる

  15. DNAの塩基配列の違いにより多様な形質が出現するDNAの塩基配列の違いにより多様な形質が出現する 南米に生息するアグリアスは同じ種でありながら 　　バラエティーに富んだ翅の紋様や色違いが見られる ・・・C T A G T T T A C A G C G T A T A C G A G A ・・・ A C G ・・・G A T C A A A T G T C G C A T A T G C T C T ・・・ T T C A A A ・・・C T A G T T T A C A G C G T A T G CC A G A・・・ G CC ・・・G A T C A A A T G T C G C A T A C G G T C T・・・ 塩基の配列を図のようであったと仮定して、遺伝形質の出現は塩基配列が一部 入れ替わることにより、同じ種でありながら、異なった形質を発現することがある。

  16. DNAの塩基の長さの表示 22bp（base pair）塩基対 ⑭ ⑰ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ⑪ ⑫ ⑬ ⑮ ⑯ ⑱ ⑲ ⑳ ㉑ ㉒ ① ② ③ ④ 塩基対が22個ならんでいるとすれば22bpという単位で表す。 塩基対が2200個ならんでいる場合は2.2kbpという表し方をする。

  17. 0.28nm 0.30nm 50° 51° 1.11nm ＤＮＡの構造 塩基対の大きさ H C H 糖へ G 糖へ結合 　　糖に結合する、僅かな角度の違いが DNA の 　　二重らせんを形づくる

  18. ＤＮＡの構造

  19. タマネギ細胞のどの部分にDNAはあるのか？ 核 核 ミトコンドリア ミトコンドリア 小胞体 細胞分裂の時 中心体 染色体 ゴルジ体 ＝ 遺伝子 DNA 葉緑体 葉緑体 細胞には核以外にミトコンドリア、葉緑体にも独自のDNAを持つ

  20. ミトコンドリア 葉緑体DNA約150 kbp の環状 DNA mｔDNA 染色体 ヒトｍｔDNA 　約1万6千bp ヒト核ゲノムDNA　約３０億bp

  21. 　核DNAやmtDNA,葉緑体DNAの塩基配列を調べる方法として、　核DNAやmtDNA,葉緑体DNAの塩基配列を調べる方法として、 PCR法やシークエンス法があるが、次に、PCR法やシークエンス法 について、次のページから概要を紹介します。

  22. PCR法のしくみ ①　反応液を96℃程度に加熱し、2本鎖DNAを1本鎖に　　 　　 分かれさせる。　　 2本鎖ＤＮＡ→ １本鎖ＤＮＡ→ ②　５0℃程度（プライマーにより異なる）にまで急速冷却し、 　　 その1本鎖DNAとプライマー(Front & Riverse)をアニーリング させる。 ③　プライマーの分離がおきずDNAポリメラーゼの活性　　 　　 に必要な温度帯まで、再び加熱しDNAを合成する。 F R 以後、①から③までのサイクルを繰り返して特定の 　 DNA断片を増幅させる。

  23. PCR　（Polymerase Chain Reaction ） ポリメラーゼ連鎖反応 映像の上を、マウスで左クリックして下さい 映像の上を、マウスで左クリックして下さい 制作協力　酪農学園大学家畜遺伝学研究室　上田純治 教授 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 大学院生　清野孝二 君　　　　

  24. PCR　（Polymerase Chain Reaction ） ポリメラーゼ連鎖反応 96℃でDNAの水素 結合をはずし、１本鎖 のDNAにする 50℃にゆっくり冷し増幅したいDNAの両端と結合するプライマーを入れる （アーニリング温度） 60℃に温度を保ち、 DNAポリメラーゼに より、二重らせんの DNAを増殖させる PCR装置は、僅かな量のDNAがあれば、 DNAを爆発的に増殖 させることができ、DNAの塩基配列を特定することが可能となる。

  25. エッペンチューブ内の成分 Template(DNA) ＠MgSO4 dNTPs Primer (Front & Reverse)DNA DNAポリメラーゼ Buffer QW ・・・解析しようとするDNA ・・・DNA合成のきっかけとなる塩基配列 ・・・DNA合成酵素 ＰＣＲ　２５サイクル目　 　　　　　　約３０００万倍（理論値） 左クリックで次のシートに移動して下さい

  26. シークエンサーによる塩基配列の解析 増殖させたDNA断片をシークエンサーにかけ、 DNAの塩基配列を解析する。 PCR反応のときは、両方向（Front&Reverseプライマー使用） への合成反応によりDNAを増やしたが、シークエンス反応 のときは一方向（FrontorReverseプライマー使用）へのDNA合成 反応を行う。

  27. シークエンサーによる塩基配列の解析

  28. 蛍光シークエンサーによって解析されたデーターです。蛍光シークエンサーによって解析されたデーターです。 各塩基のピークとともに塩基配列が表示されます。

  29. 遺伝子の違いによるのオオムラサキの変異 国蝶オオムラサキの翅の紋様や色の違いも遺伝子によるものです。 核ＤＮＡなのか、ｍｔＤＮＡなのか、ＤＮＡのどの部分がこのような違いを発現 させるかなど詳しいことはまだわかっていません

  30. 　 親から子へ形質（形や性質）を伝える物質がＤＮＡであることは、ドイツの ミーシャが、白血球の核の中に酸性物質が大量に存在することを発見して、 ＤＮＡ（核酸）と名付けた。これは、メンデルの実験から４年後の1869年のこ とである。しかしこのときには、まだＤＮＡが遺伝子であることには誰も気づく ことはなかった。 　 ＤＮＡが遺伝子であることを証明したのは、ハーシーとチェイスの二人で、 バクテリオファージのＤＮＡをリンで、タンパク質をイオウで放射線標識して から細菌に感染させ,子ファージをつくらせて分析したところ、子ファージに は、リンで標識されたＤＮＡからしか見い出すことができず、イオウで標識さ れたタンパク質が見つからなかったことから、ＤＮＡが遺伝子の本体である ことが証明されたのは1952年のことであり、メンデルの実験からおよそ90 年後のことである。 　遺伝子はＤＮＡのごく一部の働きがわかっているだけで、まだ未知の部分 がほとんどである。ＤＮＡは構造遺伝子（タンパク質合成の命令が書かれた 領域）、調節領域（遺伝子がはたらく場所、時間、期間を調節する領域）と残 りの大部分はスペーサーと呼ばれ、はたらきがよくわかっていない。最近の 研究ではスペーサー領域でもＲＮＡ転写が行われていることがわかってきた。 　　　　　　　　　　　　　　　おわり

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